ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метод зондовых характеристик из "Электрические явления в газах и вакууме" Пример вредного проявлення поверхностного заряда в высоковакуумном приборе мы имеем, когда какой-либо участок экрана в электронно-лучевой трубке настолько сильно заряжается попадающими на него электронами, что отрицательный поверхностный заряд начинает рассеивать пучок электронов. В результате светящееся пятно на экране теряет резкость своего очертания и размывается. В газовом разряде, в тех областях, где нет попадающих на стеклянную стенку пучков быстрых электронов, медленные электроны заряжают стенку отрицательно, диффундируя на неё скорее, чем это успевают сделать малоподвижные положительные ионы. Равновесие в процессе попадания на стенку электронов и положительных ионов устанавливается лищь после того, как стенка приобретает отрицательный потенциал, достаточный для того, чтобы уравнять число попадающих на каждый квадратный сантиметр стенки электронов и положительных ионов. Численное значение этого потенциала зависит от внутренних параметров разряда и может достигать 15—20 в. Такие поверхностные заряды обусловливают поперечный градиент потенциала в разряде и играют существенную роль в теории положительного столба и газоразрядной плазмы. [c.299] ТОЧНОГО определения потенциала в той точке разрядного промежутка, где этот зонд введён в газ. [c.300] На рисунке 132 приведена электрическая схема метода зондовых характеристик. Прибор. 4 показывает величину тока на зонд, прибор V — потенциал /з зонда по отношению к какой-либо определённой точке в разрядной цепи, например по отношению к катоду или к аноду разрядного промежутка. При помощи батареи, замкнутой на реостат, и его подвижного контакта можно изменять по желанию потенциал зонда [/з. Общий ход получающейся таким образом характеристики представлен на рисунке 133. [c.300] Но закон возрастания тока с увеличением потенциала зонда будет теперь уже иной чем при отрицательно заряженном зонде, и логарифм тока будет увеличиваться значительно медленнее. [c.303] Так как при t/ С О на зонд идёт не только электронный ток, но и противоположный по знаку ток положительных ионов, то для того, чтобы найти электронный ток, надо к значениям полного тока, соответствующего общей характеристике (рис. 133), прибавить абсолютную величину тока положительных ионов при данном и. Эту величину легко получить, экстраполируя прямолинейную нижнюю часть характеристики в сто рону возрастающего потенциала. Так как переход от одной части кривой 1пг к другой всегда несколько закруглён, то для нахождения Uo продолжают обе прямолинейные части до их пересечения, как показано на рисунке 135. [c.303] Прямолинейный ход 1п 4 служит подтверждением максвелловского распределения скоростей среди электронов. Температура максвелловского распределения не стоит ни в какой прямой связи с температурой электродов, стенок трубки или того газа, в котором происходит разряд. Она сильно зависит от режима разряда и достигает иногда чрезвычайно больших значений многих десятков тысяч градусов. [c.304] Формула (346) показывает, что если построить кривую квадрата силы тока на тонкий цилиндрический зонд в зависимостп от потенциала зонда /з, то получится прямая линия (рис. 137). [c.307] Этот способ определения 11д может быть использован, когда излом кривой = выражен недостаточно отчётливо. [c.307] Воспользоваться этим равенством можно, например, так определить при помощи (336) температуру электронов Т , построить, применяя тонкий цилиндрический зонд, прямую (346) и, измерив р2, определить из (350). [c.307] При пользовании цилиндрическими зондам приходится вводить поправку на длину и на площадь поверхности цилиндрического слоя. Эта поправка зависит от потенциала зонда. От неё свободны сферические зонды, в которых слой пространственного заряда концентрически облегает зонд со всех сторон, и величина А определяется всегда просто как 4па с постоянной поправкой на площадь, вырезываемую на этом шаре стерженьком, поддерживающим шаровой зонд. [c.308] Таким образом, в этом случае имеется линейная зависимость между I и V (вместо квадратичной при цилиндрическом зонде). [c.308] Очень важен вопрос о пределах применимости теории зондов и об искажениях, вносимых в зондовые характеристики различными факторами. При очень низком давлении плотность пространственных зарядов слишком мала, чтобы защитить поверхность зонда от непосредственного электростатического действия катода или анода. При увеличении давления газа теория перестаёт быть применимой, если длина свободного пути электрона или иона становится соизмеримой с толщиной слоя пространственного заряда около зонда. Внутри этого слоя начинают происходить не предусмотренные теорией неупругие соударения. Некоторые работы, в которых это ограничение применимости теории зондов не было принято во внимание, привели к результатам по меньшей мере спорным, а то и прямо неверным, как это показано в статье [1064]. Нельзя применять метод зондовых характеристик также и в случае слабых разрядных токов, так как в этом случае токи на зонд существенно нарушают режим разряда. [c.309] При проведении зондовых измерений необходимо, чтобы процент ионов или электронов, соударяющихся с молекулами или атомами газа в пределах слоя, не превышал 10—20% ) [1027].. Толщину слоя й можно подсчитать по соответствующим формулам Ленгмюра для пространственного заряда. Давыдов и Змановская [1026] сделали попытку уточнить теорию путем учёта уменьшения концентрации электронов около зонда из-за попадания электронов на зонд и диффузионных потоков электронов, вызванных градиентом концентрации. Смотрите также [1025]. [c.309] Для того чтобы получить более точное представление о характере движения положительных ионов и об особенностях распределения скоростей Ьреди них, необходимо было бы подробнее изучить ионные токи при потенциалах зонда, близких к потенциалу пространства. Эти токи, однако, перекрываются гораздо большими электронными токами. Попытка решить задачу, отклонив электронные токи действием магнитного поля, потерпела неудачу, так как магнитное поле существенно нарушает режим плазмы. Г. В. Спивак и Э. М. Рейхрудель показали [1024—1040], что можно развить последовательную теорию зондов для того случая, когда электроны и ионы вблизи зонда подвержены не только электрическому полю, но и магнитному. [c.311] В тех случаях, когда зонды не могут оставаться в разряде длительное время, не расплавляясь из-за высокой температуры газа, зонд заставляют быстро проходить через разряд, осцилло-графируя ток на зонд и напряжение на нём [1031—1035]. О методе зондовых характеристик смотрите статьи [1036—1063, 1076, 1078], а также критические замечания о неправильном использовании этого метода в некоторых из указанных работ [1041, 1042, 1045, 1055, 1059] в статье [1074]. [c.312] Вернуться к основной статье